Agronomía Colombiana 1991. Volumen 8, Número 2: 350 - 363

USO DE EXPLOSIVOS EN LA AGRICULTURA: UNA ALTERNATIVAEN EL CASO DE SUELOS COMPACTADOS

LUIS JORGE MESA LOPEZl y HARVEY NOVOA TORRESl

Resumen. La compactación del suelo afectael medio físico del mismo, lo cual determinacambios en su comportamiento disminuyen-do su productividad. La compactación, ori-ginada por Causas antrópicas y./o geoqu fmicasreduce la permeabilidad del suelo a fluidos(agua y aire), impidiendo la recarga de aguaal disminuir la rata de infiltración, favorecien·do la formación de agua de escorrenta y con-secuentemente la erosión del suelo. La re-ducción de la aireación de la atmósfera edáfi-ca interfiere en la actividad metabólica de lasratees y el crecimiento de éstas al aumentar-se la resistencia mecánica del suelo. La efi-ciencia en el uso de agua por la planta tamobién está relacionada con problemas de com-pactación, siendo necesaria mayor cantidadde agua por unidad de materia seca produci-da; la eficiencia de la fertilización resultamenor en suelos compactados que en suelossueltos y friables. De esta manera, el uso delsuelo se restringe y se incrementan los costosde producción al ser necesario utilizar ma-quinaria agrícola de mayor potencia y equi-po de labranza no convencional (subsolado-res, arado de cincel) y labores de poca dura-ción. El incremento en la utilización de ma-quinaria agrícola y su excesivo COstos hacenecesaria la investigación para aplicar técni-cas más efectivas y económicas para resolverel problema dé la compactación de los sue-los y una de estas técnicas es la utilizaciónde materiales explosivos los cuales presentanaplicación en otras actividades agrícolas.

1. Profesor Asistente, Facultad de Agronom íaUniversidad Nacional de Colombia. Santafé deBogotá, A. A. 14490.

2. Estudiante último semestre, Facultad de Agro-nom ía, Universidad Nacional de Colombia,Santafé de Bogotá.

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La experiencia personal de los autores entrabajos preliminares de campo, permite re-comendar la aplicabilidad de los explosivosen la remoción de tocones de árboles y ladescompactación de suelos.

Abstract. Soil compaction is a dynamic soilbehavior by which the state or compactenessof soil is increased. Forces that cause com-paction originate from two main sources;force s applied to soil by machines and anl-mals and natural forces such as dry forma-tion process (geochemical reactions). In cropproduction, soil compacticn effects the qua-lity of plants and their products. Compactionreduces the permeability of soil to water,consequently runoff and erosion may occurand sen's water storage will be limited. Comopactation reduces aeration of the soil and in-crease the mechanical strength of the soil,so rrot growth is impeded. Soil's water andfertilizer applied shows very low efficiency.Use of tillage and traction machines requiresbigger and more powerful increasign costs ofproduction. Therefore, the goal of the rase-arch leading to solve the problem of compae-tation must try to applied more efficient andless expensive methods and techniques suchas the use of explosives. Field experience ofthe authors shows the applicability of theproposed techique.

INTRODUCCION

La compactación del suelo es importanteporque afecta la aprovechabilidad de los sue-los para un uso propuesto. La importanciaeconómica varia porque el valor del suelo es-tá asociado con el uso, y el uso del suelo va-ria continuamente como cambia la forma devida del hombre. La compactación del sueloafecta el medio físico debido a las relaciones

directas entre uso de maquinaria y compac-tación del suelo, entre compactación del sue-lo y rizófera y entre ésta y producción delcultivo.

En términos generales la principal limitan-te que se observa en el suelo es la formaciónde una capa compacta a unos pocos centíme-tros de profundidad, causada principalmentepor el uso de maquinaria agrícola pesada einadecuada y por el pisoteo de animales (FE-NALCE,1987).

La compactación del suelo es un proble-ma presente y ha sido materia de estudiohace mucho tiempo; en 1925 se proponía unmodelo matemático de predicción de dichacompactación, basado en la proporción deespacios vacíos dentro del suelo (Morato,1982).

Este problema ha sido detectado en mu-chas zonas agrícolas del país, (Cundinamar-ca, Tolima, Valle, Costa Atlántica) abarcan-do cerca de 300.000 hectáreas y reduciendosensiblemente la capacidad productiva de lossuelos. Las principales limitantes en el creci-miento y desarrollo de las plantas causadaspor compactación sort 1) reducción de lacapacidad efectiva para un buen desarrolloradical, 2) Reducción del área disponible connutrientes, 3) Reducción de la capacidad dealmacenameinto de humedad en el suelo,4) Reducción en el aprovechamiento de aguassubsuperficiales 5) reducción de la aireacióndel suelo en épocas húmedas y 6) baja la res-puesta de los cultivos a los fertilizantes apli-cados (FENALCE, 1987).

La función principal. de la labranza es prepa-rar y mantener un ambiente que elimine lamayor cantidad posible de obstáculos al óp-timo desarrollo de raíces. Resulta paradóji-co, que mientras se desenvuelve el procesode lograr condiciones físicas casi ideales enla capa próxima a la superficie del suelo,. ocurra una condensación gradual de mate-rial a profundidades mayores de las de la-branza, que podrían inhibir el desarrollonormal de raíces.

Cualquier operación de labranza requerirácierta cantidad de energía o de potencia na-da más para mover el implemento a travésdel suelo suelto. A medida que se presenta

mayor dificultad para la operación se reque-rirá mayor cantidad de energ(a. GeneralElectric de Colombia, 1969, demostró quecon cuatro pasadas del tractor antes de las-operaciones de labranza, en un suelo seco,posteriormente se necesitó más potencia pa-ra las labores. Sinembargo, no es posible es-tablecer para el productor un costo para esapotencia adicional requerida. Garner et al,1987, demostraron que la potencia requeriday el consumo de combustible se incrementa-ron al incrementar la profundidad de subso-lación.

Aunque la subsolación requiere de másenergía permite el crecimiento de raíces enhorizontes más profundos, pero los patro-nes de dureza pueden ser vistos al año si-guiente, lo que ocasiona que las raíces crez-can lateralmente antes de penetrar por la ca-pa subsolada; por ello se sugiere la subsoladaanual como práctica integral de todos los sis-temas de preparación mecánica de los suelos(Busscher et al, 1986).

Esto crea la necesidad de estudiar y desa-rrollar nuevas técnicas de manejo de capassub-superficiales compactadas de suelos agrí-colas, como parte de las investigaciones ten-dientes a facilitar la adecuación de suelos, re-duciendo costos de producción y adecuartécnicas de manejo de suelos para zonas dedifícil acceso. Dentro de las nuevas técnicaspara este propósito se sugiere el uso de mate-riales explosivos, atendiendo no sólo aspec-tos económicos sino benéficos adicionalessobre las condiciones físicas del suelo.

CAUSAS DE LA COMPACT ACION

La compactación es causada por fuerzasproducidas por. a- fuerzas mecánicas origina-das por el paso de maquinaria agrícola y ani-males; estas fuerzas son apl icadas por cortosperíodos de tiempo y pueden ser medidassin mucha dificultad; y b-fenómenos natura-les, por ejemplo, el secamiento del suelo yciertos procesos genéticos tales como Silica-tación, Eluviación, etc. (Gill et al, 1967).Probablemente la compactación se ha au-mentado con el incremento en el uso de ma-quinaria agrícola pesada e incremento en lafrecuencia de cultivo involucrando el uso deherramientas muy pesadas (Greenland repor-

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tado por Katou, 1987). La dispersabilidad delos suelos arcillosos puede ser una propiedadde compactación y de reducción de la infil-tración por el alto porcentaje de partículasque pueden moverse en los poros del suelo(Miller et al, 1986). Las pérdidas de volumende suelo por humedecimiento y secado, sedeben principalmente a que el espacio desa-lojado por el agua, no es llenado por aire,con el consiguiente aumento en la densidaddel mismo (McGarry et al, 1987). El seca-miento de capas profundas del suelo tam-bién puede ser realizado por cultivos de plan-tas que secan el suelo, como la alfalfa, queno se recomienda para rotar con ningún cul-tivo semestral en Zonas de baja pluviosidad(Grecu et al, 1988). El grado de compacta-ción es diferencial de acuerdo al tipo de pre-sión a que se someta el suelo correspondien-te (Nimmo et al, 1988).

El empleo de maquinaria agrlcola yveh (culos de transporte en la preparación dela cama para la semilla en la producción y re-colección de cosechas entraña la aplicaciónde presiones sobre el suelo. La distribuciónde la presión bajo la llanta depende de:

1. La cantidad de carga, que determina lapresión total ejercida.

2. El tamaño del área de contacto entre lallanta y el suelo y,

3. La distribución de la presión en el áreade contacto (Bayer et al, 1973). Randallet al, 1987, estudiaron esa interfase llantasuelo y determinaron que la presión de lasllantas actúa de dos formas diferentes, creapicos tangenciales y picos normales en elsuelo, estos últimos antes que los tangen-ciales o de empuje. Los picos tangencia-les adquirieron mayor importancia al vermayor compactación con cargas activas,llantas en movimiento, que con cargas es-táticas (Bailey et al, 1988).

Busscher et al, 1987, describen como ladureza del suelo es menor antes de la aradaque después de ella, esto visto un año des-pués de haber sido subsolado el respectivosuelo.

Diferentes investigadores reportados porFrye, (1986), han demostrado la existenciay formación de capas de arado en suelos cul-tivados intensamente y por otro lado, que las352.

llantas del tractor y las cultivadas excesivascomprimen y compactan el suelo. Cuandouna presión mecánica es aplicada al suelo és-te tiende a decrecer en volumen e induce lacompactación. Probablemente la compacta-ción ha sido aumentada con el uso de ma-quinaria pesada e incremento en la frecuen-cia de cultivo involucrando el uso de herra-mientas muy pesadas (Greeland, reportadopor Katou, 1987). Las fuerzas distintas delas mecánicas también causan compactación,pero medir esas fuerzas es extremadamentedificil, los datos muestran que la compacta-ción causada por secam iento y contraccióndel suelo puede ser tan grande como la cau-sada por fuerzas mecánicas (Baver et al,1973, Gill et al, 1967). La presión y apelrna-samiento causados por los animales es mayorpero menos continuo que el causado por lasllantas del tractor (Heinin, reportado porFrye, 1986).

El tránsito de vehículos (tractores) y usode herramientas son los dos factores que máscontribuyen a producir un efecto acumulati-vo de la compactación. Las herramientas delabranza han sido consideradas como un fac-tor de compactación, se les atribuyen dife-rentes papeles como parte del proceso; entreotros su elevado peso, y que el borde de ata-que o cuchilla del implemento, a pesar deque esta afilado, es mucho más grueso queel diámetro de las partfculas del suelo a tra-vés del cual se desplaza. Además se consideraque las partlculas en la capa labrada suelta sedesplazan, al drenarse el exceso de humedada través del pérfil del suelo (General Electricde Colombia, 1969).

En recientes años el interés de estudio demodelos de compactación del suelo y predic-ción de la misma se ha incrementado drásti-camente dado el incremento en el tamaño dela maquinaria agrlcula (Grisso et al, 1987).El incremento en el tamaño de las máquinasagrlcolas les da cada dla mayor participaciónen el proceso de compactación de suelosagrlcolas y baja en la prcducción de los cul-tivos (*Grisso et al, 1987).

Hulagalle et al, (1984), demostraron quelos métodos que involucran el uso de maqui-naria, incrementaron la densidad aparente yla proporción del tamaño medio de porosy disminuyeron la velocidad de infiltración,

la infiltración acumulada, la conductividadhidráulica, la porosidad total y la proporciónde macroporos respecto del despejamientomanual, posteriormente, detectaron incre-mento en la erosión y pérdida de nutrientes.

En el trabajo de Saini et al, 1984, los da-tos muestran que para cierto suelo la densi-dad aparente resultante es función del con-tenido de humedad y de las fuerzas cornpac-tivas ejercidas. El grado de compresión delsuelo por pesos mecánicos se ha determina-do por factores tales como: 1. Propiedadesel suelo, 2. contenido de humedad en elsuelo y 3. La magnitd de los pesos de com-pactación depende, también de los anterioresfactores; el período vana desde unos pocosminutos bajo presiones menores de 1 Kf/cme2hasta más de 120 m inutos bajo presiones ma-yores de 10 kf/cm2 (Katon et al 1987). Ve-praskas, 1988, encontró que los valores crí-ticos variaron de acuerdo a las caractensticasde los suelos en cuestión. Los suelos arcillo-sos tienen más cambio en el volumen bajouna presión que los suelos arenosos (*Grissoet al, 1987).

Nakajo et al, reportados por Katou et al,1987, mostraron que con aumentos en lafuerza aplicada los poros de mayor rango seperdieron o colapsaron, su trabajo tambiénmuestra que los poros pequeños colapsadosson consecuencia directa de la fuerza aplica-da.

El tráfico pesado normal para la produc-ción de alfalfa produjo compactación hastalos 65 cm. de profundidad y con más tráfico,se incremento la profundidad y se disminu-ye la producción, si se puede disminuir el'tráfico, y al hacerlo tener cuidado con elcontenido de humedad, se disminuye la com-pactación (Meek et al, 1988).

Van es et al, 1988, determinó que la com-pactación puede resultar de fuerzas aplicadasa la preparación misma del suelo, paradójica-mente puede reducirse el potencial de ro-ducción desde la preparación del suelo; elrompimiento de la estructura del suelo yreordenamiento de las partfculas en él, pue-de ser causado por remoción, almacenamien-to y transporte del material y excesivo tráfi-co de vehículos durante la preparación.

Mientras el suelo se labore mecánicamen-te las herramientas de labranza y tractorescontinuarán contribuyendo a la compacta-ción del mismo (General Electric de Colom-bia, 1969).

MANEJO DE LA COMPACTACION

Es una experiencia común en muchos sue-los mecanizados encontrar una zona compac-tada en el fondo del horizonte de labranza.Esta capa ha sido llamada piso de arado ofondo de labor. La compactación es el au-mento en la densidad aparente del suelo co-mo resultado de cargas o presiones aplicadas;esto indica que el suelo tiene una cierta den-sidad o estado de compactación antes de laaplicación de la fuerza (Baver et al, 1973).

En un estudio de resistencia al esfuerzocortante por compresión y la compactación,reportado por Baver et al, 1973, se presenta-ron hechos para demostrar que la aplicaciónde fuerzas de compresión y cortadura a unsuelo cohesivo disminuye la proporción deespacios vacíos y aumenta la resistencia y ladensidad del suelo. La compactación destru-ye los poros más grandes y los llena parcial-mente de partículas sólidas.

Culley et al, (1987). describen muchosestudios desarrollados sobre la degradaciónde la estructura del suelo resultante del tráfi-co de máquinas agrícolas, y observaron quela presión del contacto de las llantas, el nú-mero de pases y el contenido de humedaddel suelo afectaban los valores de densidaddel suelo cerca a la superficie.

Hovanesian et al, reportados por Gill etal, (1967). diseñaron un aparato para estu-diar el efecto de ciclos repetitivos de impac-tos con presiones, sobre la compactación delsuelo, mostraron que la compactación se in-crementaba con cada ciclo de presión, peroque entre el 70 y el 90% de la compactacióntotal ocurrio con el primer impacto. Adicio-nalmente mostraron, que la resistencia delsuelo y la tensión de humedad fueron incre-mentados con los incrementos en la com-pactación que la proporción de vados esuna medida de compactación y que la dismi-nución en la proporción de espacios porososvacíos indica que menos espacio es aprove-chable; también observaron que con la com-pactación se reduce la velocidad de infiltra-

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ción de agua, la permeabilidad del suelo alagua, y por ello se incrementa la erosión yse reduce la aireación del suela todos estosfactores pueden reducir la calidad y canti-dad de las plantas cultivadas.

El contenido de humedad y la densidaddel suelo influyen las condiciones creadas pa-ra la preparación del mismo y tráfico de ve-hículos. S610 la compactaci6n por vehículosinfluye en la infiltración de agua y drenajedel suelo y en el crecimiento de los cultivos(Erbach, 1987).

El estado de compactaci6n puede ser ex-presado en diferentes maneras densidad apa-rente, relación de vacíes, porosidad y grave-dad específica entre otras (Gill et al, 1967),una evidencia de compactaci6n puede ser elmayor índice de fase sólida que fase gaseosa(Higashida et al, 1988).

Son muchos los factores que inciden so-bre el desarrollo de un sistema de ra íces, en-tre otros, la fertilidad adecuada produciríaun sistema de raíces sano y vigoroso siemprey cuando no se vea impedido por condicio-nes f(sicas y químicas desfavorables del sue-lo; la distribuci6n de enmiendas en el suelo,la resistencia del suelo a la penetraci6n delaire y la humedad, pueden limitar el desarro-llo de las raíces (General Electric de Colom-bia, 1969). En el ensayo desarrollado porMahler et al, (1983), la preparaci6n del sue-lo influy6 en la incorporaci6n de Nitrógenoy consecuentemente en la localización yprofundidad de la acidificación del perfildel suelo.

Lipiec et al, (1988), estudiaron el uso deagua por la planta, determinaron que el usode agua por gramo de raíces fue significativa-

. mente mayor en los tratamientos con corn-pactaci6n que en los suelos no compactados,además, el peso de las raíces fue mayor enlos tratamientos con compactación que en elsuelo control. La succi6n de agua por laplanta es proporcional a la correspondientedensidad acumulada de ra íces, esta relaci6nfuncional es usada para mostrar que paracondiciones restrictivas de almacenamientode humedad en la zona de raíces, es funciónlineal de la humedad volumétrica en cadaprofundidad, el rango de extracci6n es pro-porcional al perfil de densidad de raíces, el

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cual es presentado por el número de raícesactivas en una profundidad alta. El manejode la fuerza del flujo de agua del suelo a laraíz es controlado por la diferencia de ener-gía potencial entre el agua del suelo y elagua en la planta; el potencial en la planta esuna respuesta a la funci6n de demanda en laatmósfera (Camilla et al, 1983).

Cassel et al, (1987), determinaron la im-portancia de la práctica de subsolaci6n, porsu efecto en el almacenamiento de agua en elsuelo para las plantas, y la mayorsignificanciade ello en las zonas de baja pluviosidad.

Vepraskas, 1988, encontró diferencias sig-n ificativas en la producci6n de tabaco ensuelos subsolados y suelos no subsolados, pe-ro para estimar la necesidad de la subsola-ci6n se bas6 principalmente en la frecuenciade lluvias, predicciones hechas sobre los da-tos de 67 años.

Van es et al, (1988), anota que la labran-za profunda se aplica para destruir o modifi-car horizontes responsables del crecimientoradical restringido; ha sido aplicada princi-palmente a suelos para destruir capas natura-les compactas, y establecer caminos para lasra íces dentro de capas más profundas. Ensuelos compactados, solo las raíces que cre-cen en la profundidad de manejo mecánicose benefician de la porosidad aumentada y lafirmeza disminuida, las capas densas no sonasequibles a las raíces. Con el ensayo de pre-paración profunda no hubondiferencias sig-nificativas entre tratam ientos con subsola--clón, pero éstos comparados con el trata-miento control con preparaci6n superficialconvencional, hubo diferencias significativas'en la producción de maíz. La producción delos cultivos es afectada si la compactaci6nproduce"stress"a las plantas por agua o pornutrientes, los estudios de crecimiento de laraíz de maíz, mostraron crecimiento restrin-gido en los suelos compactos; en adición, lasraíces crecidas en suelos no compactos seextendieron dentro de capas más profundaspor lo tanto, admitieron un volumen mayorde suelo explotado por agua y nutrientes.

Miller, (1987), en un ensayo de subsola-ción de suelos agrícolas dedujo que éstapráctica efectivamente reducía la dureza delsuelo, y producía enraizamiento más profun-

do capaz de obtener más agua entre los rie·gos intermitentes que los tratamientos sinsubsolar. La subsolación causó una visiblerespuesta en el crecimiento del cultivo y delcanopi, este cerró una o dos semanas antesen los tratamientos subsolados que en losque no recibieron dicha práctica, la produc-ción fue significativamente mayor en los tra-tam ientos con subsolación, durante el prl-mer año, pero no en los posteriores.

El algodonero es característico del tipo deplantas con rarees profundas, y se ha comoprobado que al tener condiciones ideales duorante toda la temprada de crecimiento, larestricción de la profundidad de raíces en el

cultivo, resulta una producción inferior alóptimo (General Electric de Colombia,1969). Si los suelos son muy compactos lasraíces no penetran en absoluto, existe un va·lor de densidad Hmite sobre la cual las raf-ces no penetran, 1 ímite que varía con el tipode planta y de suelo (Veh imeyer et a, cita,dos por Gavande, 1976). Al correlacionar el"crecimiento del algodonero con la densidadaparente del suelo a lo largo del perfil delsuelo, se obtuvo una correlación inversa detipo cuadrático, alta significancia. Para el al-godón la densidad del suelo debe ser inferioral 1.5 gr/cm3 (varios autores reportados porFrye,1986).

LA COMPACTACION EN COLOMBIA

Mientras otros países convierten las zonasde desiertos en suelos productivos, aquí fá·cllrnente se logra lo contrario por el desco-nocimiento de cómo manejarlos y conservar-los adecuadamente. Ya se observan preocu-pantes indicios de esta clase de desastres enla Costa Norte y otras regiones de nuestropaís (FENALCE, 1987).

El país cuenta con variedades de plantasde cultivo de alto poder productivo, insumosadecuados y una tecnología que podrían ele·var sustancialmente los rendim ientos; slnern-bargo, muchas veces no se logra obtener elpotencial productivo de una variedad por losproblemas de compactación del suelo (FE·NALCE,1987).

La compactación en el pa(s se presenta ensuelos de textura media a pesada, aunque

también se ha encontrado en suelos livianosde topografía plana y condiciones climáticascon períodos marcados de lluvias y sequías;por otro lado, las capas compactas naturalespueden llegar a ser un problema mayor conel uso de maquinaria, además que las mismascondiciones naturales los hacen propensos ala erosión o formación de capas endurecidas.La utilización inadecuada, iniportuna y exce-siva de maquinaria incrementan el problema(FENALCE, 1987).

Entre los reportes de problemas naturalesdel suelo en Colombia tenemos las limitantesHsicas del suelo más importantes son la bajaretención de humedad disponible en muchosOxisoles y Is susceptibilidad a la compacta-ción de muchos Ultisoles con textura areno-sa en la capa superficial (Sánchez et al, re-portado por Salinas, 1985). La presencia deun horizonte arcilloso (ClayPan) en los Alfi-soles que geográficamente se localizan en laSabana de Bogotá, Terraza de Fusagasugá,Abanico del Espinal y Guamo, Llanura deIbagué, Valle del río Cauca, los hacen pobre-mente drenados y limitan su uso (IGAC,1980).

Algunos grandes grupos de los Molisolescon horizonte endurecido (duripan) implicantratamiento especial en su manejo y menoresposibilidades en la gama de su utilización, nose puede olvidar que el agua es esencial parael desarrollo de procesos físico'-químicos ybiológicos en el suelo; la presencia de un ho-rizonte Argilico, en estos suelos, indica ladiscontinuidad en la velocidad de movimien·to vertical del agua, lo cual tiene incidenciaen la exigencia de mecanización, las caracte-rísticas del riego, las posibilidades de usodel suelo y la utilización de prácticas especie-les de manejo tendientes a mejorar la condi-ción física del suelo para mayor facilidad depenetración por las raíces de las plantas, es-tos suelos.se deben preparar con cincel pro-fundo y en forma de rombo para lograr unamejor aireación bajo la superficie.

El uso de arado y rastras pesadas en loscultivos de caña, soya y sorgo, propicia ensuelos medianos la formación de capas comopactas en las cuales se produce acumulaciónde carbonatos y aún sodio, que implica ve-riación en el riego y disminución de rendi-m ientos. En los Vertisoles el rasgo más co-

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mún en su desarrollo es la llamada "sequíaestacional del perfil del suelo", la prepara-ción de estos suelos para caña en el Valle delCauca implica la utilización de topo, aradasprofundas y construcción de drenaje pro-fundo. Por debajo del horizonte Nátrico delos Alfisoles (Natrustalf), se ha desarrolladoun horizonte Petrocálcico el cual impide lapenetración de las raíces, estos suelos, re-quieren la construcción de drenajes, subsola-ción, aradas profundas con cincel y en mu-chos casos la- ruptura del horizonte Petro-cálcico existente (Forero, 1985). En los de-partamentos de Tolima, Huila y Valle delCauca estos suelos están siendo utilizados'para el cultivo de frutales perennes lo cualhace necesario un manejo adecuado técnicay económicamente como única alternativapara lograr una alta productividad.

En el cultivo del algodón en la Costa Nor-te, donde se notó un crecimiento reducidoy baja producción, el suelo presentaba blo-ques muy duros y compactos a poca profun-didad; en cultivos con crecimiento y produc-ción normales no se encontró compactaciónen el suelo, presentando mayor cantidad demacroporos y mayor actividad biológica y elcultivo con mayor cantidad de raíces, estemenor rendimiento estuvo asociado con labaja disponibilidad de humedad en el suelo,debida a la baja permeabilidad de las capassuperiores (Frye, 1986).

Entre los resultados presentados por elDr. M.J. Hann de Silsoe College (Inglaterra)invitado por Fenalce a la Sabana de Bogotá,(Octubre y Noviembre de 1988), se destaca,1. La mayoría de los agricultores, ganaderosy agrónomos no abren calicatas para ver elperfil del suelo e identificar los problemasexistentes, 2. existen niveles freáticos muyaltos que conducen a otro tipo de problemasen el manejo de suelos yaguas, 3. mala con-servación de humedad debido a la poca pro-fundidad efectiva, poca macroporosidad yuna combinación de clima y almacenamien-to de humedad que pueden producir sequíaen la zona de raíces, 4. erosión de suelos, 5.daños en la estructura del suelo relacionadoscon el trafico de maquinaria y prácticas delabranza, 6. compactación del suelo y 7. sue-los que se encharcan fácilmente por falta deconductividad hidráulica (Hann, 1988).356

Además para trabajar el problema duran-te 1989, se introdujo en el mercado nacional,un modelo de arado de cinceles vibratorios,con requisitos de potencia mínima del trac-tor de 50 H.P., para un ancho de corte de1.50 m. y un peso de 300 Kg, y potenciasdel tractor entre 150 y 170 H.P. para un an-cho de corte de 4.50 m. y un peso de 1200K, sin incluir el sistema de transporte. Res-pecto a la potencia requerida reportada, sonsimplemente indicativos y pueden variar deacuerdo con el tipo de suelo, altitud, nivela-ción, estado del tractor, etc. (1NTA LL, 1989).

MATERIALES EXPLOSIVOS

Las sustancias explosivas son sistemas deuniones químicas de poca estabilidad quepor influencia de acciones externas (golpes,fricción, calor, explosión de otra sustancia,etc.) tienen la capacidad de transformarserápida y espontáneamente en un sistemamás estable (Osorio, 1976).

Se llama explosión al paso extremada-mente rápido de una sustancia de un estadofísico (sólido o líquido) a otro (gaseoso),acompañado por la emisión de una cantidadconsiderable de energía en forma de calor,que se convierten en trabajo mecánico de des-trozamiento; la acción destrozante de los ga-ses de la explosión sobre el medio circundan-te está determinada por la gran velocidad deau expansión, a consecuencia de la alta tem-peratura, y se manifiesta principalmente enforma de golpe (Osario, 1976).

La velocidad de liberación de energía es elhecho que hace notables los explosivos fren-te a otras fuentes de energía, no la cantidadmisma de energía almacenada en ellos; porejemplo, se sabe que un kilogramo de gasoli-na desprende al quemarse 11,000 calorías(al hacer arder ese kilogramo se disipan las11.000 calorías), mientras que la descompo-sición explosiva de un kilogramo de Nitro-glicerina, que se constituye en uno de losexplosivos más potentes, no se desprendenmás que 1.485 calorías (Fernández-Ladreda,1951).

Para ocasionar la transformación explosi-va, de la sustancia explosiva, es necesarioaplicar a éste, cierta cantidad de energía ex-terna que recibe el nombre de impulso inl-

cial, que puede ser en forma de recalenta-miento, golpe o fricción, la acción de unacápsula detonadora o la acción por simpatfa(Osario, 1976).

La acción de los explosivos como fuentede energía para trabajo mecánico de destro-zam lento, depende de algunas característicasintrínsecas de ellos, tales como: densidad,volumen de gases de la explosión, calor deexplosión, energía, temperatura de encendi-do, temperatura de la explosión, velocidadde la detonación y sensibilidad al golpe, en-tre otras (Escuela de Ingenieros Militares,1979; Osario, 1976).

Los explosivos civiles para demoliciones ytrabajos de ingeniería deben reunir en lo po-sible las siguientes características para serconsiderados como un buen explosivo, entreotras tenemos:

Gran estabilidad química.

Relativa insensibil idad al choque o fric-ción.

Detonación rápida.

Seguridad de no reacción química conotras sustancias.

Gran potencia por unidad de peso.

Gran densidad.

Baja higroscopicidad

Fácil manejo

Económicos y disponibles.

Estas características son necesarias para laseguridad y eficiencia en los trabajos conellos realizados (Escuela de Ingenieros Mili-tares, 1979).

Cuando se produce el estallido de un ex-plosivo, una onda llamada "onda detonadoraexplosiva", se transmite por el total de lamasa del explosivo convirtiéndolo casi ins-tantáneamente en gases. Estos gases ocupandurante un instante un espacio ligeramentemayor que el ocupado por el explosivo. Losgases que ocupan un espacio anormalmentepequeño y están sometidos a una tremendapresión, tienden naturalmente a dilatarse,cuando esto sucede tienden a vencer cual-quier resistencia que se oponga a su explo-sión, produciendo repentinamente una con-

moción (Escuela de Ingenieros Militares,1979).

En la explosión se ocasionan dos fases: laprimera por onda de detonación, representa-tiva del poder rompedor del explosivo, perono alcanza a ser el 10% del total del explosi-vo, y la segunda por la formación de grancantidad de gases a alta temperatura, quecon su presión al sobrepasar el punto de re-sistencia se convierte en energía traccional(Unión de Explosivos Río Tinto, 1982).(Fig. No. 1).

Por otro lado, el desprendimiento vertigi-noso de energía y la altísima presión de losgases recalentados y comprimidos, que llegana centenares de miles de atmósferas, dan uncarácter especialmente destrozador a la ac-ción de la explosión, esta acción destrozantede la explosión depende de tres factores fun-damentales: 1.) Velocidad de transformaciónquímica, 2) Cantidad de Gases formados y3.) Cantidad de calor emitido. Cuanto mayores la velocidad de transformación del explo-sivo tanto mayor es el efecto de la explosión,de la misma manera, cuanto mayor es la can-tidad de gases que se forman en la explosión,en relación con la sustancia explosiva, tantomayor es la fuerza de la explosión (Osario,1976).

La Industria Militar de Colombia, INDU-MIL, es la entidad encargada de fabricar ydistribuir todo tipo de explosivos en nuestropaís; como explosivos de tipo civil esta pro-duciendo entre otors los siguientes materia-les: 1.) Cordón detonante, 2.) Mecha de se-guridad, 3.) SuperANFO, 4.) Dinamita y5.) Slurry. Este último tipo de explosivo escompuesto por un agente oxidante y unocombustible, que tiene la deficiencia necesa-ria de Oxígeno para reaccionar violentamen-te con el exceso de Oxígeno para reaccionarviolentamente con el exceso de Oxígeno deloxidante (INDUMIL, Unión de ExplosivosRío Tinto, 1980).

Las formulaciones de los slurries son prác-ticamente infinitas en número, los slurriesmejorados que continuamente aparecen porla investigación del mercado mundial prome-ten desarrollar la aparición de formulacionesnuevas (Dick, 1972).

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Figura 1. La expansión de los gasesproducidos en la explosión impulsa el material ha ser remo.vida (tocón de aucalipto).

A pesar de que los slurries son productosseguros por no tener nitroglicerina, tienenpotencia análoga, buen comportamiento enagua, sensibilidad solamente a efectos super-sónicos, no a los subsónicos como impacto,calor, fricción, etc. (Unión de ExplosivosRío Tinto, 1984).

EXPLOSIVOS EN LA AGRICULTURA

Los materiales explosivos tienen un lugary utilización bien definido en agricultura,justamente como lo tienen en minería, ex-plotación de canteras, y en construccionesciviles. Como fuente de energía hace más fá-cil el trabajo pesado y lento de tumba de ár-boles, remoción de tocones y rocas, laboresque se pueden realizar en una fracción deltiempo y a menor costo que realizada a ma-no. El drenaje de pata nos, desviación decauces, de ríos, subsolación y transplante deárboles son otras de las operaciones en lascuales los explosivos pueden ser empleadosexitosamente.

En los trabajos agrfcolas, la cantidad re-querida de explosivos para cualquier opera-358

clan en particular varía considerablemente,según las condiciones locales; en consecuen-cia, resulta diffcil recomendar cantidades yestas deberán ser obtenidas por ensayos rea-les bajo condiciones de campo dirigidas porpersonal capacitado en la materia.

Los principales usos de los explosivos enagricultura son los siguientes:

1. Remoción de tocones de árboles;

El método utilizado en esta labor varfade acuerdo a la edad, tamaño y tipo de to-cón, la naturaleza del sueloo y subsuelo, ca-racterísticas del sistema radical y del aqui-po disponible. Todos los factores anterioresse deben tener en cuenta para la escogenciadel metódo más adecuado y económ ico aaplicarse.

Mientras más resistencia presente el sueloa la fuerza de la explosión mayor será lafuerza ejercida contra el tocón. Suelos suel-(arenosos secos) son menos eficientes quelos suelos pesados, firmes y húmedos.

El trabajo reciente de campo realizadopor los autores en la zona de Tocancipá seefectuó la remoción de catorce tocones deaproximadamente 3 m de diámetro cadauno, mediante la utilización de ANFO, laborrealizada eficiente y de manera segura al nohaber sufrido daño alguno instalaciones deinvernaderos localizados a menos de 10m dealgunos de los tocones. (Fig. No. 2).

2. Transplante de árboles

El uso de explosivos para esta labor tieneun doble propósito; primero, abrir el huecopara el trasplante y segundo, soltar el sub-suelo en un área considerablemente mayorque aquella alcanzada por la pala. Al igualque otras labores agrfcolas, la profundidadde colocación y la cantidad de material explo-sivo dependerá de características especfficasdel suelo y subsuelo y de la especie a transoplantar.

3. Subsolando con explosivos

Una capa u horizonte impermeable (claypan) o compacta (hard pan) puede ser me-jorada ffsicamente con resultados satisfac-

torios utilizando explosivos, especialmenteen zonas de diffcil acceso para el equipomecanizado (tractores). A parte de descomopactar, la explosión tiene un efecto en pro-fundidad mucho mayor que aquella que pue-da alcanzarse por el uso de cualquiera de losimplementos convencionales o no de labran-za del suelo. Por este efecto adicional enprofundidad la práctica del uso de explosivosse puede recomendar para cualquier agricul-tor que desee acondicionar sus suelos conproblema de drenaje interno o compactaciónsubsuperficial. Para mejores resultados elsuelo debe estar seco, pues cuando se realizala práctica con el suelo húmedo puede causarcompresión del suelo vecino, agravando porconsiguiente el problema en lugar de mejo-rarlo.

La operación consiste en abrir barrenos(huecos) a profundidad e intervalos calcula-dos de acuerdo con la dureza (compacta-ción) y profundidad de la capa u horizontea mejorar y colocando cargas de materialesexplosivos en cada barreno de peso variabledeterminado previamente según el espesor,profundidad y grado de compactación del

Figura 2. Ra íces y parte del tocón de gran tamaño removidos con plena seguridad en un áreapróxima a invernaderos (Cueen's Flowers de Colombia, en el municipio de Gachanci-pá, Cundinamarca.

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horizonte. La carga es activada con deto-nador o cordón detonante.

Las experiencias preliminares realizadasen un Alfisol localizado en la finca "Agua-zuque", Municipio Soacha permiten reco-mendar la práctica propuesta como seguray efectiva. Los resultados preliminares mues-tran variaciones significativas en los valoresde densidad aparente, resistencia al penetró-metro; por ese cambio en las condiciones fí-sicas del suelo se ocasionó un crecimientodiferencial en plantas de cebada crecidasdentro y fuera del área tratada con explosi-vos, como se aprecia en la Figura 3.

Los resultados preliminares se registranen los Cuadros 1 y 2.

CONCLUSIONES

Tanto la revisión bibliográfica, como laspruebas preliminares de campo, realizadas,por los autores permiten recomendar la apli-cación de materiales explosivos como fuentede energía más económica y eficiente, parala realización de labores agrícolas y en parti-cular para la descompactación de suelos yla remoción de tocones de grandes árboles.

Una de las ventajas notadas en esta experien-cia, es la sensible reducción en el tiempo deejecución comparada con las prácticas con-vencionales utilizadas para tales labores. Enel caso de la descompactación usando explo-sivos, se aprecia además un incremento no-table en los efectos mejoradores en profun-didad (hasta 1 m) de características comola penetrabilidad y la densidad aparente, lascuales no se pueden lograr mediante el usode ningún implemento de labranza.

La remoción de tocones mostró efectivi-dad en la economía de tiempo de labor com-parado con la maquinaria (bulldozer) (se re-querían aproximadamente 60 hs); usandoexplosivos la misma labor requirió solo de30 hs. De otra parte, se causó una mínimaafectación al área próxima comparada conla que causaría el tránsito repetitvo de ma-quinaria.

Sobre estas experiencias prel iminares yprevios ajustes en cantidad de material yprofundidades de colocación de cargas, seadelantan trabajos de experimentación sobredescompactación de suelos en la Finca"Aguazuque" del Municipio de Soacha.(Figura 4) y cuya evaluación agronómica seestá desarrollando.

Figura 3. Plantas de cebada (Hordeum vulgare} creciendo en un Haplustalf típico. Al Suelocompactado, Bl Suelo descompactado con explosivo. Finza" Aguazuque", Soacha,Cundinamarca.

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Figura 4. La cantidad y profundidad de colocación de las cargas explosivas depende del mate-rial a removerse y de características físicas del suelo.

Cuadro 1. Resistencia al penetrómetro.

TRATAMIENTOSProfundidad Suelo sin Suelo

disturbar arado

5cm 5.64 4.0715 cm 19.54 16.8030 cm + 200.00 + 200.0045 cm60 cm

Suelo conexplosivos

2.353.083.285.20

55.17

Cuadro 2. Densidad Aparente. Método de campo.

TRATAMIENTOS

Profundidad suelo sindisturbar

sueloarado

suelo conexplosivos

5cm15 cm30 cm

1.221.511.83

1.281.241,86

1.010.871.03

Los datos están dados en g/cc

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